今日、科学技術の競争はますます激しくなっており、最も注目を集めているチップ技術は日々変化しています。 IBM &＃39;の2ナノメートルのチップが普及する前に、TSMCとそのパートナーはサブ1ナノメートルのチップの飛躍的進歩を発表しました。 人間は電子チップの理論的限界に近づいていると広く信じられています。
シリコン光チップは、計算速度が速く、消費電力が少なく、時間遅延が少ないという特徴があり、プロセスサイズの限界縮小を追求する必要はありません。 製造工程では、電子チップほど厳密である必要はありませんが、極端紫外線リソグラフィーマシン（EUV）を使用する必要があります。
それで、シリコンライトチップは& quot;天井& quot;を突破できますか？ ムーアの&＃39;の法則、新しい& quot;トラック& quot;？
克服する必要のある技術的なボトルネックがまだあります
& quot;シリコンフォトニクスの概念は長い間提案されてきましたが、シリコンフォトニクスチップを作ることは容易ではありません。" 北京郵電大学の教授兼指導教官であるLiPeigangは、1990年代には早くも、IT実務家が従来の半導体チップ業界の後継者を探し始め、フォトニックコンピューティングはかつては最も有望な将来の技術。"技術的な理由により、21世紀の初めまで、IntelとIBMが主導する企業や学術機関は、チップ間のデータ回路を光に置き換えることを望んで、シリコンチップの光信号伝送技術の開発を主導していました。道。" 李ペイガンは言った。
Li Peigangは記者団に、シリコン光チップ製造技術はシリコンとシリコン基板材料に基づいており、光デバイスの開発と統合技術に相補型金属酸化膜半導体（CMOS）プロセスを使用し、超大規模、超集積回路技術の高精度製造と、フォトニック技術の超高速、超低消費電力の利点。 これは、既存の半導体ウェーハ製造技術を補完するものです。
Li Peigang氏は、中国はシリコン光チップ産業の発展を非常に重要視していると述べました。 しかし、最初は、国内のハイエンドシリコンチップライトが設計で優先され、フローシートがメインまたは海外であり、チップの準備、長いサイクル、高コスト、中国でのシリコンフォトニクス技術の開発を制限します& quot;そして海外での中国のチップ技術の開発を制限し、一連の措置を採用し、中国でのシリコンライトチップ企業の開発は深刻な影響を引き起こしました。"
Li Peigangは記者団に、シリコン光技術の開発は3つの段階に分けることができると語った。 第二に、統合技術は、結合統合からモノリシック統合へと進化し、部分的な統合を実現し、レゴブロックのように異なるデバイスの組み合わせを通じてこれらのデバイスを異なるチップに統合します。 第三に、オプトエレクトロニクスの完全な統合を達成するためのオプトエレクトロニクス技術の統合。 より複雑な機能を実現するために、光と電気の両方を統合します。"私たちは現在、シリコン光学技術の第2段階にあります。" 李ペイガンは言った。
彼の意見では、シリコン光学技術は成熟しており、シリコン光学チップは大規模な商用利用の段階に入っていますが、非標準の設計ツール、高い要件など、克服する必要のある技術的なボトルネックがまだあります。シリコン-光結合プロセス、および自動ウェーハテストや切断などの技術的課題の。
Li Peigangは、中国がシリコン光学チップの研究開発において技術的進歩を遂げたと信じていますが、工業化の面では、構造設計、製造プロセス、デバイスのパッケージングなど、国内のシリコン光学チップの工業化技術にはまだいくつかの問題があります。開発と成熟が必要なアプリケーションサポートなど。"技術自体に加えて、シリコン光チップの工業化は、材料、技術、機器、ソフトウェア、才能、市場のエコロジーなどの包括的な要因によっても影響を受けます。 したがって、技術研究開発への投資に加えて、優れた産業エコロジーを形成し、プラットフォームを構築してエコロジーを最適化し、シリコン光チップの開発のために産業チェーンの上流と下流の間の協力を強化することも非常に重要です。" 李ペイガンは言った。
シリコン光チップは中国で急速に発展しています
2017年11月28日、工業情報化部は武漢に国立情報オプトエレクトロニクスイノベーションセンターを建設することを正式に承認しました。 このセンターは、オプトエレクトロニクステクノロジー、ファイバーホームコミュニケーション、ヘントンオプトエレクトロニクスなどの多くの国内企業や研究開発機関が共同で参加しており、中国の情報オプトエレクトロニクスの分野でイノベーションリソースの60％以上を集めています。"主要なジェネリックテクノロジーの共同研究開発& quot;を解決するという戦略的タスクを担っています。 および& quot;最初の商業化& quot;の実現。 中国&＃39;の情報オプトエレクトロニクス製造業界では、& quot;コアの欠如& quot;の状況の解決に努めています。 情報オプトエレクトロニクスで。
2017年、上海市政府はシリコンフォトニクスを最初の市の主要プロジェクトの1つとして挙げ、全体の構築を目指して、r &アンプのレイアウトとシリコンベースの光相互接続チップの製造に多額の資金を投資しました。シリコンフォトチップの業界チェーンは、主要なコアテクノロジーを習得し、国内企業が外国のサプライヤーへの依存を取り除くことを可能にします。
2018年10月、重慶市政府によって設立された新しい国家国際研究開発機関であるUnited Microelectronics Center Co.、LTD。が登録され、100億元以上の初期投資で重慶に設立されました。
2017年末に発表された工業情報化部& quot;中国オプトエレクトロニクスデバイス産業技術開発ロードマップ（2018-2022）& quot; 高速光チップのローカリゼーションの現在の割合はわずか約3％、2022年のローエンドオプトエレクトロニクスチップのローカリゼーション率の要件は60％以上、ハイエンドオプトエレクトロニクスチップのローカリゼーション率は20％であると指摘しました。
政策支援により、中国ではシリコン光チップが急速に発展しています。 2018年1月、中国&＃39;初のシリコンフォトニクス技術プラットフォームが上海に設立され、加工と製造における中国と海外のギャップが狭まりました。
2018年8月29日、Sinotechは、中国&＃39;最初の商用& quot; 100Gシリコン光トランシーバーチップ& quot;を発表しました。 正式に生産されました。
2019年9月、United Microelectronics Center LLCは、8インチのシリコンベースのオプトエレクトロニクス技術プロセスプラットフォームの配線を実現しました。 わずか数ヶ月で、自社開発のシリコン光学プロセスは非常に良好なレベルに達し、正式にリリースされました& quot; 180nmシリコン光学プロセスの完全なセットPDK" 同社はシリコンベースのオプトエレクトロニクスの分野で独立したプロセス製造能力を持っており、シリコン光学チップフローサービスを世界に提供し始めたことを示しています。
国家レベルでは、シリコン光学技術をサポートする有利な政策が来ており、地方自治体も理事会に参加しています。 上海は、デバイスを備えたフォトンチップの開発、主要な画期的なシリコンフォトニクス、光通信デバイス、フォトンチップの研究と、CMOSに基づくフォトニックデバイスモジュラーテクノロジーなどの新世代フォトニックデバイスの開発と応用を明確に提案しました。主要な研究を実施するためのシリコンフォトニクス技術、チップ統合技術、光電統合モジュールカプセル化技術研究。 湖北省、重慶市、蘇州およびその他の政府は、第14次5カ年計画期間中に開発する主要産業としてシリコン光チップを採用しました。"計画に基づいて、地域ごとにレイアウトに大きな違いが見られることはほとんどありません。"新しい企業を積極的に紹介し、既存のチップ業界の基盤を活用して、シリコン光チップ業界を発展させます。" 李ペイガンは言った。
光と電気はお互いに有利な未来のために一緒に働きます
シリコン光学技術は、その多くの特性により、業界の次のターゲットになっています。 工業化技術の継続的な成熟と産業環境の最適化により、中国&＃39;のシリコン光チップ産業は発展の準備ができています。
Intel &＃39;のシリコンフォトニクス業界の開発計画によると、シリコン光モジュール業界は
急速な発展の時代に入った。 2022年には、シリコンフォトニクス技術は、1秒あたりのピーク速度、エネルギー消費、およびコストの点で、従来の光モジュールを上回ります。 シリコン光モジュールの市場は40％成長し、2024年までに39億ドルに達すると予測されており、それまでに市場全体の21％を占めています。
& quot;現在、光と電気は2つの&＃39;競馬場&＃39;にあり、それぞれに独自のアプリケーションシナリオがあります。 論理コンピューティングでは、将来のトレンドは光電子統合であり、全光コンピューティングの実現には長い時間がかかります。" Li Peigang氏は、フォトニック集積回路はまだ開発の初期段階にあるものの、光デバイスの主流の開発トレンドになっていると述べました。
& quot;一般に、フォトニックチップは現在、個々のコンピューティングおよび伝送分野でのみ電子チップに取って代わることができます。" Li Peigang氏によると、この2つは製造プロセスのプロセスと複雑さにおいて類似していますが、フォトニックチップの構造要件は、電子チップほど厳密ではなく、一般に100ナノメートルです&。これにより、高度な技術への依存度が大幅に低下します。現在のチップ開発のボトルネックをある程度緩和する。"
& quot;光には光の利点があり、電気には電気の利点があります。" &＃39;一部のアプリケーションシナリオでは、競争がありますが、多くの場合、&＃39;お互いに有利な関係、&＃39; 李氏は言った。
& quot;シリコン光チップ技術は電子チップ技術ほど成熟していないため、多くの未知の要因があり、将来は2つの間の良好なリンクになるはずです。" Li Peigangは、電子集積回路とフォトニック集積回路は補完的であると考えています。"将来的には、フォトニック集積回路の利点を最大限に活用できるようになります&＃39; 高速伝送および電子集積回路&＃39; 多機能でインテリジェント、そして新しい&＃39;トラック&＃39;でより良く動作します。" 李ペイガンは言った。